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Arduino Laser Harfe



Was ist die erste Assoziation mit dem Wort Harfe? Holzrahmen, Saiten, sein Klang. Aber was ist, wenn Sie sich einen dunklen Raum, Rauch, einen Laser und elektronische Musik vorstellen? Alles scheint unverständlich und faszinierend.

Nun werden einige Laserstrahlen um den Rahmen gewickelt. Wenn Sie jedoch die Grenzen dieses Gedankens überschreiten, können Sie sich eine Harfe mit unbegrenztem Rahmen vorstellen, die nur mit einem Laserstrahl hergestellt wird.

Was ist eine Illusion?


Die Lichtshow des französischen Komponisten Jean-Michel Jarre hat mich zu dieser Idee geführt. Diese Show hat mich so sehr inspiriert, dass ich sie zu Hause wiederholen wollte.



Laserharfe wurde erstmals bei einem Konzert in China eingesetzt. Der Laserharfen-Prototyp wurde 1979 vom Franzosen Bernard Scheiner entwickelt. Als das Instrument 1981 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt wurde, befand es sich noch in der Entwicklung. Seitdem hat die Harfe viele Veränderungen erfahren.

Der französische Ingenieur Philippe Guerre nahm radikale Änderungen am Instrumentengerät und seiner Software vor. Seine Laserharfe bestand aus einem Laser und einem rotierenden Spiegel, die die Strahlen in verschiedene Richtungen reflektierten. Photoelektrische Sensoren bestimmten, wo genau das Hindernis dem Laserstrahl im Weg stand.

Eine Laserharfe ähnlichen Designs wurde von Jarre verwendet. Der intelligente Teil des Instruments ist ein Mikrocomputer, der die von Guerr entwickelte Laserharp-Software verwendet. Jeder Strahl kann unterschiedliche Noten spielen, wenn Jarre die "leichten" Saiten berührt. Wenn er seine Hände auf und ab bewegt, ändert sich der Ton der Note. Sobald Jarre seine Hand vom Strahl nimmt, stoppt die Wiedergabe der Note.

Im Moment hat die Idee sogar die Farbe der Harfe erreicht, die, wie wir zugeben, beeindruckend aussieht. Leute, wenn ihr noch mehr interessante Dinge sehen wollt, rate ich euch, Greig Stewart zu googeln. Der Typ macht wirklich interessante Dinge.

Begründung von Schaltungselementen


Wie der Name des Artikels bereits zeigt, verwendet das Projekt Arduino Uno. Ebenfalls erforderlich:
- ein Sensor zum Ablesen der Intensität der reflektierten Saite. Ein gewöhnlicher Fotowiderstand kann funktionieren, was kann er sonst noch tun?
- ein Element zur Einstellung des Systems (bequeme Einstellung der Beleuchtungsschwelle). Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist ein Potentiometer.
- ein Motor mit einem Spiegel zum Parallelisieren von Saiten. Nun, hier müssen Sie bereits sinnvoll nachdenken und sich dem Thema nähern, da vieles von dieser Wahl abhängt.
- einen Laser, der die notwendige Funktionalität von Harfensaiten bietet;
- MIDI-Signalprozessor, der Saitenfrequenzen akzeptiert.

Wenn wir über den letzten Absatz sprechen, gibt es zwei Möglichkeiten: entweder alles physisch oder virtuell implementieren. Ich entschied mich für die zweite Option.

So wandeln das Signal ausgewählte Anwendung Hairless-midiserial und einen virtuellen MIDI - Port erstellen - loopMIDI . Als nächstes wird das Signal an FL Studio gesendet, das das Signal für das ausgewählte Musikinstrument empfängt.

Nun zum Motor. Wenn Sie keine Ahnung haben, wohin Sie sich in diesem Thema bewegen sollen, wie ich es im Prinzip früher getan habe, und in diesem Thema stöbern möchten, dann gibt es einen ausgezeichneten Artikel von Ridiko Leonid Ivanovich „Schrittmotoren“ . Dies ist das Beste, was im Internet zu finden ist.

Angesichts dieses speziellen Problems war es verlockend, die Nema 17-Engine im Projekt zu verwenden. Wer würde nicht damit spielen wollen? Glauben Sie mir, das Verständnis, wie solche „Kinder“ für einen unvorbereiteten Betrachter arbeiten, kann mehr als einen Abend dauern. Zumindest war das bei mir der Fall. Es wurde jedoch der unipolare Motor PM55L-048 plus ULN2003-Treiber ausgewählt. Informationen zum Anschließen und zur Funktionsweise dieser Kombination finden Sie leicht. Ich werde also nicht alles zehnmal wiederholen. Aber! Versuchen Sie nicht, diese Struktur mit einem 28BYJ-48-Motor zu betreiben. Sie werden es nie auf die gewünschte Geschwindigkeit beschleunigen. Und das Problem liegt nicht in Ihren Händen, sondern dass es einfach nicht für diesen Zweck geeignet ist.

Ich möchte nur zum vollständigen Verständnis all der oben genannten Punkte sagen, dass auf einem Steckbrett alles so aussah:



Vielleicht hat jemand bemerkt, dass sich in den Schaltungen ein Transistor befindet, der nicht erwähnt wurde. Nun, es wurde eingeführt, weil der Laser ein- und ausgeschaltet wurde.

Schaltplan

Montage


Wenn wir das Prinzip des Betriebs in Zeitlupe betrachten, sieht es so aus: Ein
Schrittmotor dreht sich um den entsprechenden Winkelwert, in diesem Moment schaltet sich der Laser für den Bruchteil einer Sekunde ein und der Fotowiderstand wird abgefragt. Wenn der Wert vom Fotowiderstand größer als die Antwortschwelle der Zeichenfolge ist, können wir davon ausgehen, dass die Zeichenfolge unterbrochen ist, und durch die Position des Motors wissen wir, welche Zeichenfolge. Es bleibt ein Signal zur Audioverarbeitung an den virtuellen MIDI-Port zu senden. Wenn der Wert des Fotowiderstands den Schwellenwert nicht überschreitet, gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder wurde die Zeichenfolge nicht unterbrochen, oder der Schwellenwert ist zu hoch. Um den Schwellenwert zu ändern, können Sie den Knopf des Potentiometers drehen. Wenn der Fotowiderstand das nächste Mal abgefragt wird, wird sein Wert bereits mit einem anderen Schwellenwert verglichen.

Als nächstes schaltet sich der Laser aus und der Motor bewegt sich einen Schritt zurück. Wieder schaltet sich der Laser ein, es gibt eine Vermessung, Entscheidungsfindung, Ausschalten des Lasers und Einschalten des Motors. Wenn der Motor Schritte um eins weniger als die Anzahl der Saiten ausführt, die programmgesteuert eingestellt werden können, beginnen die Schritte mit hoher Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung, ohne den Laser einzuschalten. Visuell werden wir dies nicht bemerken und es scheint uns immer noch, dass wir mehrere Saiten gleichzeitig sehen.

Oh ja, der Laser. Unsere chinesischen Freunde sind sehr gut im Marketing. Es ist praktisch, nicht die tatsächliche Laserleistung selbst zu schreiben, sondern etwa die maximale Ausgangsleistung, die eine solche Zahl nicht überschreitet. Infolgedessen sagen Verkäufer, die diese Tatsache nicht wirklich lesen, mit Zuversicht, dass Sie einen ausgezeichneten leistungsstarken Laser haben werden. Es ist lustig zu sehen.

Da es nicht möglich war, etwas mehr oder weniger Mächtiges zu finden, wird verbraucht. Aber es gibt wirklich irgendwo um die 5 mW, die selbst ein Streichholz nicht entzünden kann. Infolgedessen ist das Ergebnis nicht ganz das, was ich wollte. Ich wollte die Installation jedoch irgendwie nicht für mehrere Watt nehmen, wenn es natürlich möglich ist, sie einfach zu kaufen. Schön, aber irgendwie gefährlich.



Ja, wenn Sie sich das Foto oben ansehen, können Sie darüber nachdenken, die Tafel zu ätzen. Es scheint bereits ein zweites Projekt zu sein. Nun, ich werde sagen, dass ich darüber nachgedacht habe, mich aber noch nicht für dieses Kunststück entschieden habe.

Als nächstes können Sie sehen, in was für einer schönen Verpackung alles verpackt wurde. Um sich nicht darum zu kümmern, an welcher Stelle ein kleiner Fotowiderstand platziert werden soll und damit es immer funktioniert, können Sie eine Kaskade von Elementen erstellen. Das System funktioniert aber auch mit einer Fotozelle, die sich erfolgreich in der Nähe des Spiegels befindet. Alles hängt nur von dem Schwellenwert ab, der ausgewählt wird. Beachten Sie, dass der Laser von etwas Weißem besser reflektiert. Ich habe weiße Handschuhe benutzt. Ergänzen Sie das gesamte Bild.



Und natürlich das Endergebnis: Auf
dem Foto sind die Strahlen dank eines Luftbefeuchters deutlich zu erkennen (das Geräusch der sowjetischen Einheit ist im Video zu hören): Je mehr Partikel sich in der Luft befinden, desto besser ist der Laser sichtbar. Leider vermittelt das Video nicht die volle Wirkung. Und tagsüber sind die Strahlen überhaupt nicht sichtbar.





Was ist die Illusion?


Ja, wenn der Laser stärker wäre, wäre der Effekt beeindruckender. Aber das heißt, das ist. Meiner Meinung nach ist es sehr gut gelaufen.

Was ist mit der Illusion? Illusion entsteht immer im Tandem: geschickte Hände und ein denkender Kopf.



Link zum Quellcode .

Artikelautorin: Anastasia Kovsh

Source: https://habr.com/ru/post/de394219/

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